【应用ArcGIS软件开展高中地理研究性学习的实践研究——以“云龙县生态脆弱区的可持续发展”为例】
PART.01
研究背景
1.新课改背景下的培养要求
《普通高中地理课程标准（2017版2020年修订）》（以下简称“课标”）倡导在教学中深化信息技术应用，但在教学实践中，尚存在学校软件资源配置有限、教师利用地理信息技术教学的能力不足、学生信息素养偏弱等问题，需要加强探索。
2.地理信息技术应用
地理信息技术软件众多，各软件的特点和用途不尽相同。例如，图新地球（LSV）主要应用于地貌观察和地理区域展示，Global Mapper在地形分析方面功能突出，Surfer主要用于等值线绘制。ArcGIS集成了众多高级GIS功能，可以完成从简单到复杂的GIS任务，如数据编辑、数据管理和可视化处理等，有助于提高学生的空间感知能力和面对复杂问题的行动能力。
PART.02
主要内容
应用ArcGIS开展研究性学习的前期准备
1. 围绕学习目标，精选软件功能。
2. 针对软件特点，提前培训学生。
3. 设置小组合作，控制活动时长。
4. 准备教学数据，适应教学需要。
应用ArcGIS开展研究性学习——以云龙县生态脆弱区的可持续发展为例
1. 研究区域
课标要求学生运用地理信息技术，分析区域生态问题，并因地制宜地提出发展建议。学生已学习了北方农牧交错生态脆弱区、西南岩溶山地石漠化生态脆弱区相关内容。选取云龙县为研究区域，既是对教材的拓展补充，有利于提高学生知识迁移的能力；也有利于培养学生爱国奉献的远大理想和家国情怀。
2. 研究过程与方法
本案例借助ArcGIS软件，尽可能还原区域生态脆弱性评价的科学研究过程：通过分析云龙县生态脆弱性表现及成因，选取生态脆弱性评价指标并实施定量评价，根据评价结果划分不同的发展区域，最后对不同区域分别提出可持续发展建议。同时教师指导学生主要运用地理要素分析法、经验分析法、文献分析法、GIS空间分析法和经验总结法开展研究性学习。
3. 研究资源
研究资源包括常规资源、软件及数据和硬件设备三类。常规资源包括相关视频、区域自然和人文地理要素图表等，软件及数据主要包括ArcGIS软件和相关栅格数据。
4. 学习过程
(1)走进真实情境，确定研究主题
学生观看纪录片《学生村》片段，了解1990年代云龙县孩子们读书的艰辛之旅。通过分组讨论，学生认为当地学生读书难直接原因是学校太少，教育资源分配不均；根本原因是地理位置的偏远和山区生态环境脆弱造成的交通不便、经济贫困和教育落后。在此基础上，本案例确定研究 主题“为云龙县的可持续发展提出合理性建议”。
(2)探究一：影响云龙县生态脆弱性的因素有哪些。学生利用教师提供的云龙县相关资料，参考生态脆弱性分析框架，完成云龙县生态脆弱性分析。
(3)探究二：如何运用ArcGIS软件定量评价云龙县的生态脆弱性。各学生小组根据文献研究和能够获取到的地理要素栅格数据情况，筛选出对当地生态脆弱性影响较大的地理要素，构建评价指标。
(4)探究三：如何为云龙县的可持续发展提建议。学生根据生态脆弱性评价图描述云龙县的生态保育区和发展区分布情况。在此基础上，进一步查阅资料，了解云龙县产业基础，为云龙县的可持续发展提出建议。
(5)学习反思
学生就所学知识与技能（生态脆弱区可持续发展的分析与对策、ArcGIS的运用）、小组合作的成效及优化、情感态度与价值观方面的收获等，进行反思和交流。
5. 学习评价
本案例主要采用表现性评价，评价内容包括学生的研究性学习能力、地理信息技术应用能力以及在学习过程中表现出的情感态度与价值观。研究性学习能力是评价重点，侧重考查学生发现问题、解决问题的能力以及创新思维的能力。地理信息技术应用能力重点关注学生运用地理信息技术获取信息、处理信息的能力。情感态度与价值观评价主要聚焦于学生的学习兴趣与合作能力，积极实践、坚韧克难的意志品质，感悟地理之美的能力，以及爱国奉献的家国情怀。评价主体力求多元化，学生自评与小组互评分别占比30%，教师评价占比40%。
PART.03
创新点与不足
1. 创新点
(1)应用ArcGIS软件，实现信息技术与地理教学的深度融合
ArcGIS软件为学生提供了大量地理数据，创设了真实而复杂的实践场景，帮助学生认识和感知真实世界，解决真实问题，提升地理核心素养。
(2)还原区域生态脆弱性评价的科学研究过程，转变学生学习方式
通过本案例的研究性学习，学生亲身经历了知识的发生、发展过程，而不仅仅是直接获得结论。引导学生在利用各类资源和地理信息技术分析、解决问题的过程中，提升综合应用、分析、评价和决策等高阶思维，促进学生以开放的视角，基于数据进行科学决策，创造性地解决问题。
2. 不足之处
教学中囿于地理数据的获取难度和学生知识、经验的局限，导致生态脆弱性评价的指标选择及赋权重具有一定的主观性，可能影响到生态脆弱性定量评价结果的可靠性，需要进行完善。
PART.04
主要结论
加强研究性学习，深化地理信息技术应用，是提升学生地理学科核心素养、促进学生学以致用的重要途径。ArcGIS软件具有强大的图层叠加功能和空间分析功能，可以呈现真实复杂的问题情境，为学生进行研究性学习提供有力支撑，因此在课堂教学中要更多的开发信息技术，提升课堂效果。
PART.05
小编说
该文章题目为应用ArcGIS软件开展高中地理研究性学习的实践研究——以“云龙县生态脆弱区的可持续发展”为例，于2024年第20期发表在地理教学期刊。
本研究从区域可持续发展的视角，为教师指导学生运用ArcGIS软件评价生态脆弱性、绘制生态脆弱性空间分布图、针对不同区域的生态脆弱性特征提出可持续发展建议，提供了可供参考的基本思路、教学方法与评价方式。其教学案例为地理教师课堂教学提供思路。不仅可以培养学生的地理学习兴趣，还可以在学习过程中培养学生爱国爱家乡、人地协调观等，进一步落实立德树人的教育理念，培养学生地理学科核心素养。
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本期编辑：张馨月
本期文案：张馨月
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